Revit Structure(이하 Revit)는 Autodesk사에서 만든 BIM Tool이다. Revit에 관한 특징은 본 회지 7.8월호에 다루었다. Revit은 현재 국내에 가장 많이 보급되어 있고 관련 서적도 많은 BIM Tool로써 BIM작성, 물량산출, 도면작성 등을 수행할 수 있다. 지금까지 많은 프로젝트가 Revit으로 수행되었고 사용자도 많다. 그럼 7 8월호에 제시한 구조BIM 프로세스에 따른 간단한 설명과 Revit을 통한 BIM작성에 대해 소개하겠다. 자세한 내용은 추후에 BIM교육에서 다룰 예정이다.
차세대 3차원 건축설계 기법으로 각광받고 있는 BIM(Building Information Modeling)기술을 기반으로 하는 건축 설계 프로그램 중 대표적인 프로그램으로 Revit 프로그램이 있다. Revit은 정보 입력 측면을 강화시켜 설계 단계에서부터 구성요소의 정보 패밀리라는 오브젝트로 만들어 알기 쉽게 구성 요소를 파악 할 수 있는 프로그램이나, 이 프로그램에서 추출된 도면 출력파일들을 쉽게 비교하는 프로그램이 전무하고, 이로 인하여 협업 시에 수정된 동일 도면들에 대한 변경 내용의 분석이나 도면 정보의 손쉬운 공유가 어려운 점이 문제로 대두되고 있다. 이에 본 논문에서는 Revit을 통한 출력 도면 파일들의 병렬적 협력 작업이 효율적으로 이루어지도록 하기 위하여 동일 도면에 출력 파일들에 대한 버전 관리 시스템의 제안 및 구현을 하였으며 다른 버전 도면 파일들 간의 수정 부분을 검출하기 위한 개선된 KMP알고리듬을 제안한다.
최근 건축분야는 BIM(Building Information Modeling)이 차세대 건축설계 도구로 각광받고 있다. BIM기술의 강점은 바로 협업 작업이 가능하고 그것이 실시간으로 공유가 된다는 것이다. BIM기술을 위한 건축 설계 프로그램인 Revit 프로그램에서는 정보 입력 측면을 강화시켜 설계 단계에서 구성요소의 정보를 알 수 있게 만들어주는 프로그램이다. 그러나 Revit 프로그램 사용에 있어서 한 설계자에 의하여 만들어진 패밀리를 다른 설계자와의 공유나 재사용이 불가능하다. 이에 이러한 비효율적인 측면을 개선하기 위해 설계 도면을 Excel 파일로 만들어 보기 쉽게 만든 프로그램을 구현하였다.
최근 국내 건축시장에서는 건설프로젝트 생애주기 전반에 걸쳐 생산되는 정보를 3D 모델 기반으로 관리하는 BIM에 대한 관심이 높아지고 있다. 국가적으로도 그에 따른 정책, 기술개발의 진행과 함께, BIM을 이용한 설계기준이 제도화 되고 있다. 그러나 BIM 소프트웨어(Revit Architecture)를 이용한 2D 설계도면 작성과 관련해서는 기존의 CAD와 같은 수준의 실시설계도면 작성이 어려운 것으로 인식되고 있다. 기존 연구에 따르면, BIM 소프트웨어가 가지고 있는 문제점으로는 시공수준의 접합상세가 나오지 않는다는 문제점과 효과적으로 상세를 더할 수 있는 모델링 기능이 부족하다는 문제점이 지적되고 있다. 이에 본 연구에서는 BIM 소프트웨어를 사용하여 현재 납품되고 있는 2D 실시설계도면 수준의 도면작성과 출력가능 여부를 검증하고자 한다. 이를 위해 설계기본요소를 분석하고, 단면상 세도를 사례로 BIM 소프트웨어에 제공되는 기능을 사용해 기존 CAD로 작성한 실시설계도면과 동일한 수준의 도면작성과 출력이 가능함을 검증하였다.
The purpose of this study is to propose a modeling methodology through the exchange of coordinate data of a three-dimensional custom curtain wall panel between Rhino and Revit, and to examine the validity of the model implemented in the drawing. Although the modeling means and method are different, a fundamental principle is that all three-dimensional modeling begins by defining the position of the points, the most primitive element of geometry, in the XYZ coordinate space. For the BIM modeling methodology proposal based on this geometry basic concept, the functions and characteristics associated with the points of Rhino and Revit programs are identified, and then BIM implementation process model is organized and systemized through the setting of the interoperability process algorithm. The BIM implementation process model proposed in this study is (1) Modeling and panelizing surface into individual panels using Rhino and Grasshopper; (2) Extraction of vertex coordinate data from individual panels and create CSV file; (3) Curtain wall modeling through Adaptive Component Family in Revit and (4) Automatic creation of Revit curtain wall panels through API. The proposed process model is expected to help reduce design errors and improve component and construction quality by automatically converting general elements into architectural meaningful information, automating a set of processes that build them into BIM data, and enabling consistent and integrated design management.
이 연구의 목적은 복잡한 상세를 갖는 부재의 생산공정에서 발생하는 물량산출 오차를 최소화할 수 있는 BIM의 패밀리 라이브러리를 이용한 고단열 벽체 판넬의 물량산출 방법을 제시하는데에 있다. 주요변수는 공장의 생산공정에서 주로 발생할 수 있는 오차인 콘크리트 피복두께와 철근 구부림의 최소 내면 반지름으로 설정하였다. Revit BIM 프로그램으로 모델링된 단면 보다 생산현장에서 제작된 고단열 벽체 판넬의 콘크리트 피복두께는 약 12% 작았으며 철근 구부림의 최소 내면 반지름은 약 1.27배 컸다. 이러한 변화를 Revit BIM 프로그램을 이용한 고단열 벽체 판넬의 모델링에 반영하고 Navisworks를 이용하여 구성된 재료들의 간섭 체크 및 보정하였다. 특히, 각 재료들의 체적 등가 개념을 이용하여 1m 단위의 벽체로 환산하였으며, 이때 수직 및 수평접합에 설치되는 단열재와 스플라이스 슬리브도 포함하였다. 환산된 1m 단위의 벽체는 각 재료들의 물량 측면에서 유사한 패밀리 라이브러리의 "단열재가 삽입된 이중 RC 벽체"로 결정될 수 있었다. 제시된 레빗 프로그램에 내장된 패밀리 라이브러리의 "단열재가 삽입된 이중 RC 벽체"는 공장의 생산공정에서 발생하는 제조오차를 고려하면서 복잡한 단면을 가지고 있는 고단열 벽체 판넬 상세에서 각 재료들의 물량을 산출하는데에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Digital Project(이하 DP)는 동대문 DDP, 여수엑스포, 한강예술섬등 비정형건축물의 BIM에 주로 활용되는 BIM Tool이다. 기계, 전기, 자동차분야에 널리 사용되는 Catia V5를 기반으로 건축분야에 맞게 건축, 구조, MEP 모듈을 탑재한 것이다. DP에 대한 자세한 소개는 본 회지 7 8월호를 참조하길 바란다. 현재 국내에는 DP가 많이 보급되지 않았고 배우기에도 Revit에 비해 상대적으로 까다롭기 때문에 유저층이 많지 않지만, 해외에서는 유저가 많으며 많은 Add-in이 만들어지고 있다. 이번호에서는 지난호에서 소개했던 Revit과 동일한 모델을 이용해 구조설계프로세스에 따라 구조BIM을 생성하고 활용하는 방법을 소개하도록 하겠다.
디자인 대안들을 검토하는 설계 초기단계에서 복잡한 건축물 형상을 시각적으로 구현하기 위해서는 여러 모델링 기법이 요구된다. 형태를 정의해주는 기하학적 속성들을 포함한 형상정보를 서로 다른 디지털 플랫폼 사이에서 프로세스의 연속성을 유지한 채 변환하는 과정에는 상당한 기술적 제약이 존재하고 있다. 이에, 본 연구는 디자인 도구로서 3D 모델링 소프트웨어(McNeel Rhino 3D)와 BIM 시스템(Autodesk Revit Architecture)사이에서 데이터 변환을 위한 호환체계를 제시하고자 한다. 이를 위해, 중간 형식의 파일을 불러들이는 기존의 방식이 아니라, 곡면형상에 내재된 수학적 함수관계를 정의한 NUBS 속성을 지원해주는 파일 포맷(3DM)을 링크시키는 인터페이싱 방법론에 기반한다. 즉, 시각적 프로그래밍 도구인 다이나모(Autodesk Dynamo for Revit)를 이용하여 형상정보를 매스 패밀리와 연동시켜주는 알고리즘을 구현함으로써, 여러 계획안들의 형상으로부터 면적정보의 자동적인 산출이 가능하게 되어 초기 설계단계에서의 규모 검토에 적용 가능하다. 알고리즘 기반의 데이터 호환을 구현한 본 연구 성과는 정형과 비정형 형상의 오피스 건축물을 대상으로 실무에서 요구되는 작업환경 설정을 템플릿 형식의 가이드라인으로 제공하는 동시에, 설계 지원 도구로서 그 활용성이 기대된다.
현재의 NATM터널에 대한 물량은 설계도면을 기반으로 산출되는데, 이러한 방법은 수작업에 많이 의존하게 되므로 실수로 인한 물량의 오류와 사람의 능력에 따른 물량의 차이가 나타나게 된다. 본 연구는 BIM기반의 모델에서 자동적으로 물량을 산출하여 물량산출의 오류나 차이점을 바로잡고 설계변경에 따른 물량산출작업을 효율적으로 수행하려는 프로젝트에 필요한 BIM 모델링을 통한 물량산출 프로세스의 가이드라인을 제시한다. 또한, 여러 BIM 프로그램들은 각각의 모델링 및 물량산출 방식을 가지고 있어서 하나의 프로세스로 통합하기 어려운 문제가 있기 때문에 본 연구에서는 Autodesk사의 Revit Structure에 적합한 작업 프로세스에 대한 가이드라인을 제시하며 NATM 터널의 전체 구간이 아닌 본선구간만을 대상으로 한다. 본 연구는 전체적인 NATM 터널의 BIM기반 물량산출 모델링 프로세스를 BIM 모델링과 BIM 물량산출로 분리하였다. BIM 모델링 프로세스는 물량산출의 대상과 범위 설정, 모델링을 위한 CAD도면 작성, 패밀리 파일의 설정, 공종별 모델링 작업으로 구성된다. 물량산출의 대상과 범위 설정 단계에서는 NATM 터널의 CAD 파일과 수량 산출서를 분석하여 물량산출을 위한 공종별 물량산출 범위를 확정하고, 도면에 표시되지 않는 물량정보를 파악하여 물량 값을 정확하게 산출할 수 있도록 하며, 모델링을 위한 CAD도면 작성 단계에서는 Revit Structure 특성을 고려하여 모델링에 참조하는 CAD 도면을 Revit Structure에서의 모델링에 적합하게 편집해야한다. 그리고 패밀리 파일의 설정과 공종별 모델링 작업 단계에서는 CAD도면과 Revit Structure의 패밀리 파일과의 단위를 일치시키고 NATM 터널의 특성에 맞게 공종별 모델링을 실시한다. BIM 물량산출 프로세스는 모델링 데이터의 분할, 패밀리의 재구성, 물량산출로 구성된다. 모델링 데이터의 분할단계에서는 물량산출의 목적에 맞게 CAD에서 기준선을 작성하여 공종별 모델링이 작성된 패밀리 파일로 불러온 다음 모델을 분할해야한다. 그리고 패밀리의 재구성과 물량산출단계에서는 분할된 공종별 모델의 패밀리 파일을 프로젝트 파일로 불러온 다음 물량산출의 목적에 맞게 재배치하여 물량을 산출한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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